论文部分内容阅读
本文从仿生学角度出发,模仿天然生物材料的细观结构形式,设计构成特征合理的材料体系,将有机相聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和无机相氧化锆（ZrO2）进行复合,制备口腔修复用PMMA/ ZrO2有机无机复合材料。首先采用硅烷偶联剂对无机相氧化锆进行了表面改性,主要研究反应介质、改性剂添加量、反应时间等条件对氧化锆表面改性效果的影响;通过活化率、亲油化度、红外光谱、透射电镜等手段对氧化锆的改性效果和结构进行了表征。实验结果表明:在丙酮溶剂中,80℃下反应时间为2h,改性剂添加量为3.5mass%时,氧化锆的有机化表面改性效果最好,此时改性氧化锆的活化率及亲油化度分别是42.0%和78.4%,改性后的ZrO2在丙酮中的分散效果得到明显改善。其次以四方相氧化锆（含有少量单斜相）和有机单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）为原料,采用热压法和浸渍法制备PMMA/ZrO2复合材料。利用FT-IR、XRD和SEM分别对不同制备工艺所得材料的相组成和显微结构进行表征。结果表明,在热压法制备的复合材料中,PMMA的加入使Zr-O键红外吸收峰由501cm-1红移到573cm-1,但并不影响无机相的主晶相,氧化锆仍然主要以四方相存在;有机基体中均匀地分散着颗粒状氧化锆晶粒,随着无机相的增加,当PMMA与ZrO2的质量比1:2.5时,ZrO2晶粒在复合材料中出现团聚现象。浸渍法制备的复合材料,1150℃烧结的ZrO2部分烧结体与有机相是简单的物理复合,其主晶相是四方相氧化锆;部分烧结体内存在气孔,有机树脂能较好的浸渍并原位聚合固化,生成有机无机复合材料。利用压痕法测试了复合材料的硬度,初步探讨了材料的制备工艺、组分、显微结构和硬度之间的关系。研究结果表明,热压法制备的材料硬度随着无机相含量的增加而增加,范围是0.51.3GPa。而浸渍法所得的复合材料硬度范围是0.77.7GPa;复合材料及部分烧结体的维氏硬度随着烧结温度的提高而增加;有机相的加入,对部分烧结体的维氏硬度影响不大。